Unternehmenslogistik. Grundlagen Teil 2. Hans-Joachim Mathar, Johannes Scheuring. 2., überarbeitete Auflage 2012 ISBN PM-LOG_B-2

Transkript

1 Hans-Joachim Mathar, Johannes Scheuring 2., überarbeitete Auflage 2012 ISBN Grundlagen Teil 2 PM-LOG_B-2

2 Impressum Matchcode: PM-LOG_B-2 ISBN: Autoren: Hans-Joachim Mathar, Johannes Scheuring 2., überarbeitete Auflage 2012 Mit Genehmigung der Compendio Bildungsmedien AG, Zürich Compendio Bildungsmedien AG, Zürich Herausgeber: HERDT-Verlag für Bildungsmedien GmbH, Bodenheim Internet: Produziert im HERDT-Digitaldruck Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlags reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Dieses Buch wurde mit großer Sorgfalt erstellt und geprüft. Trotzdem können Fehler nicht vollkommen ausgeschlossen werden. Verlag, Herausgeber und Autoren können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen. Die in diesem Buch und in den abgebildeten bzw. zum Download angebotenen Dateien genannten Personen und Organisationen, Adress- und Telekommunikationsangaben, Bankverbindungen etc. sind frei erfunden. Eventuelle Übereinstimmungen oder Ähnlichkeiten sind unbeabsichtigt und rein zufällig. Die Bildungsmedien des HERDT-Verlags enthalten Verweise auf Webseiten Dritter. Diese Webseiten unterliegen der Haftung der jeweiligen Betreiber, wir haben keinerlei Einfluss auf die Gestaltung und die Inhalte dieser Webseiten. Bei der Bucherstellung haben wir die fremden Inhalte daraufhin überprüft, ob etwaige Rechtsverstöße bestehen. Zu diesem Zeitpunkt waren keine Rechtsverstöße ersichtlich. Wir werden bei Kenntnis von Rechtsverstößen jedoch umgehend die entsprechenden Internetadressen aus dem Buch entfernen. Die in den Bildungsmedien des HERDT-Verlags vorhandenen Internetadressen waren zum Zeitpunkt der Erstellung der jeweiligen Produkte gültig. Sollten Sie die Inhalte nicht mehr unter den angegebenen Adressen finden, sind diese eventuell inzwischen komplett aus dem Internet genommen worden oder unter einer neuen Adresse zu finden.

3 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 Teil A Produktionslogistik Einordnung und Ziele der Produktionslogistik Fertigungsarten und Fertigungsstrukturen Grundlagen der Produktionsplanung und -steuerung Regelung der Auftragsabwicklung 20 2 Produktionsplanung Einführung in die Produktionsplanung Stufen der Produktionsplanung Terminplanung Kapazitätsplanung 34 3 Produktionssteuerung Einführung in die Produktionssteuerung Auftragsveranlassung Kapazitäts- und Auftragsüberwachung Technische Systeme Organisatorische Konzepte 47 4 Produktionscontrolling Aufgaben des Produktionscontrollings Informations- und Kennzahlensysteme Kennzahlen des Produktionscontrollings 62 Teil B Lagerbewirtschaftung 69 5 Innerbetriebliche Logistik Einführung Ziele Lagerstufen Transportsysteme Lagersysteme Aufgaben 78 6 Aufgaben der Lagerlogistik Lagerstrategie festlegen Lagerfunktion festlegen Lagerart und -standort festlegen Operative Aufgaben der Lagerung 87 7 Lagerverwaltung und -steuerung Aufgaben und Ziele Lagerbestände erfassen Lagerbestände kontrollieren Materialfluss analysieren Lagerkosten kontrollieren Weitere Kennzahlen 108 Inhaltsverzeichnis 3

4 Teil C Distributions- und Entsorgungslogistik Distributionslogistik Einführung Ziele Aufgaben Distributionsstruktur festlegen Transportkette gestalten Distributionsplanung und -durchführung Auftragsabwicklung Warenausgang Waren verpacken Waren verladen Ersatzteillogistik Entsorgungslogistik Entsorgung und Recycling Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen Versorgungs- und Entsorgungsstrom Entsorgungsprozesse, -aufgaben und -system Entsorgungsanalyse und -konzept Wert- und Stoffströme managen 147 Teil D Anhang 153 Antworten zu den Repetitionsfragen 154 Stichwortverzeichnis Inhaltsverzeichnis

5 Vorwort Als Folge der Globalisierung schreitet die internationale Arbeitsteilung voran. Immer mehr Güter werden rund um den Erdball verschoben. Dies stellt Transportsysteme vor gewaltige Herausforderungen und bescherte der Logistikbranche stolze Wachstumsraten. Logistik ist das «Schmieröl im Getriebe eines Unternehmens» und das entscheidende Bindeglied zwischen Wertschöpfungspartnern. Sie schafft die Voraussetzungen für die Zusammenarbeit innerhalb und zwischen Unternehmen und beschleunigt die Vernetzung der Branchen. Die Unternehmenslogistik umfasst sämtliche Aktivitäten zur optimalen Gestaltung der Material- und Informationsflüsse von den Lieferanten bis zu den Endkunden. Dazu gehört die zielgerichtete Planung, Umsetzung und Kontrolle der Material- und Informationsströme und der dafür notwendigen technischen Einrichtungen mitsamt den unterstützenden ICT-Systemen. Die Aufgabe besteht darin, folgende Logistikbereiche so zu organisieren, dass das Unternehmen die Kunden- bzw. Marktbedürfnisse optimal erfüllen kann: Abb. BABA B ES Beschaffungslogistische Planung und Steuerung Produktionslogistische Planung und Steuerung Distributionslogistische Planung und Steuerung C H AF F U N GS Distributionslogistik Beschaffungslogistik Produktionslogistik Optimierung A B S A T Z M AR M AR K T K T Entsorgungslogistik ENTSORGUNGS- UND RECYCLINGMARKT Inhalt und Aufbau dieses Lehrmittels Das vorliegende Lehrmittel fasst Unternehmenslogistik als Optimierungsaufgabe auf und orientiert sich an den oben dargestellten Logistikbereichen. Es ist wie folgt aufgebaut: Teil A befasst sich mit der Produktionslogistik und beantwortet folgende Fragen: Was gehört zur Planung und Steuerung des Material- und Informationsflusses? Welche Fertigungsarten und -strukturen lassen sich unterscheiden? Welche Funktionen, Ziele und Aufgaben kennzeichnen die Produktionsplanung und -steuerung? Wie sieht ein typischer Auftragsabwicklungsprozess aus? Wie wird die Produktionslogistik geplant? Wie wird die Produktionslogistik gesteuert? Wie wird die Produktionsplanung und -steuerung überwacht? Teil B befasst sich mit der Lagerbewirtschaftung und beantwortet folgende Fragen: Welche Aufgaben und Ziele verfolgt die Lagerlogistik? Wie lassen sich Optimierungspotenziale identifizieren? Welche Lagerstrategien, -funktionen und -arten lassen sich differenzieren? Welche Lagersysteme und -stufenkonzepte lassen sich unterscheiden? Wie wird der Materialfluss analysiert? Welche Kennzahlen eignen sich für die Kontrolle der Lagerleistung und -qualität? Wie werden die Lagerkosten berechnet und analysiert? Wie wird der Lagerbestand erfasst und bewertet? Vorwort 5

6 Teil C befasst sich mit der Distributions- und Entsorgungslogistik und beantwortet folgende Fragen: Welche Aufgaben und Ziele kennzeichnen die Distributionslogistik? Welche Einflussfaktoren und Distributionsstrukturen lassen sich unterscheiden? Mit welchen Vor- und Nachteilen sind verschiedene Transportsysteme verknüpft? Welche Aufgaben gehören zur Distributionsplanung und -durchführung? Welche Aufgaben und Objekte kennzeichnen die Entsorgungslogistik? Wie sehen inner- und ausserbetriebliche Entsorgungsprozesse aus? Wie lassen sich Recycling- und Abfallströme sinnvoll nutzen und lenken? Worauf ist bei einem Entsorgungskonzept zu achten? Arbeitshinweise Dieses Lehrmittel eignet sich auch für das Selbststudium. Nützliche Tipps dazu erhalten Sie auf In eigener Sache Um den Text möglichst einfach und verständlich zu halten, verwenden wir bei Personenbezeichnungen abwechslungsweise die männliche und die weibliche Form. Wenn möglich verwenden wir bei der Mehrzahl das Partizip I, also z. B. «die Mitarbeitenden», und beziehen uns dabei sowohl auf männliche als auch weibliche Formen. Haben Sie Fragen oder Anregungen zu diesem Lehrmittel? Über unsere -Adresse postfach@compendio.ch können Sie uns diese gerne mitteilen. Sind Ihnen Tipp- oder Druckfehler aufgefallen, danken wir Ihnen für einen entsprechenden Hinweis über die - Adresse korrekturen@compendio.ch. Zürich, im Juni 2012 Hans-Joachim Mathar, Autor Johannes Scheuring, Redaktor Anmerkung zur 2. Auflage In dieser Auflage wurden folgende Aktualisierungen und Erweiterungen vorgenommen: Ausbau der Produktionsplanung um die Fertigungslosgrösse (Kapitel 2.2.2, S. 26). Ausbau der Kapazitätsplanung um die Rechteckapproximation (Kapitel 2.4.4, S. 37). Ergänzung der Produktionssteuerung um die Arbeitsintensität (Kapitel 3.3.1, S. 44). Erweiterung der Lagersysteme um das Supermarkt-Lager (Kapitel 5.5, S. 75). Erweiterung und Anpassung der Kennzahlen in der Produktion (Kapitel 4.3, S. 62) und Lagerbewirtschaftung (Kapitel 7.3, S. 98, und Kapitel 7.5, S. 105, sowie Kapitel 7.6, S. 108). Ergänzung der Entsorgungslogistik um die Wertstromrechnung (Kapitel , S. 147). 6 Vorwort

7 Teil A Produktionslogistik 7

8 Lernziele Nach der Bearbeitung dieses Kapitels können Sie die Produktionslogistik in die Unternehmenslogistik einordnen. die wichtigsten Fertigungsarten und Fertigungsstrukturen unterscheiden. die Ziele und Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung darlegen. die Grundfunktionen und den Ablauf der Produktionsplanung und -steuerung erläutern. typische Aufgaben und Ergebnisse des Auftragsabwicklungsprozesses beschreiben. Schlüsselbegriffe Auftragsabwicklungsprozess, Auftragsveranlassung, Auftragsüberwachung, Baustellenfertigung, Einzelfertigung, Fertigungsart, Fertigungsstruktur, Fertigungssegmentierung, flexible Fertigungszelle, flexibles Fertigungssystem, Fliessfertigung, Flussprinzip, fraktale Organisation, fraktale Fertigungsstruktur, Gruppenprinzip, Kapazitätsplanung, Objektprinzip, Mengenplanung, Mengenoptimierung, PPS-System, Produktionslogistik, Produktionsplanung und -steuerung, Produktionsprogrammplanung, Serienfertigung, Sortenfertigung, Terminplanung, Verrichtungsprinzip, Wanderfertigung, Werkstattfertigung 1.1 Einordnung und Ziele der Produktionslogistik Die Produktionslogistik ist primär für die Planung, Überwachung und Steuerung des Warenflusses innerhalb der Produktion zuständig. Um die Versorgung der Produktion mit den benötigten Einsatzgütern sicherzustellen, muss der Warenfluss arten- und mengenmässig organisiert sowie räumlich und zeitlich koordiniert werden. Als zentrales Element der Unternehmenslogistik betrifft die Produktionslogistik allerdings nicht nur die Produktionsprozesse, sondern ist auch eng mit der Beschaffungs-, Lager- und Distributionslogistik verknüpft. Als Bestandteil der logistischen Querschnittsfunktion muss sie deshalb auch mit den vor- und nachgelagerten Logistikprozessen abgestimmt werden. Folgende Grafik verdeutlicht die Einordnung der Produktionslogistik: Abb. [1-1] Produktionslogistik als Bestandteil der logistischen Querschnittsfunktion [1] XBW003_MABAde.eps Funktionsbereich Beschaffung Funktionsbereich Produktion Funktionsbereich Absatz Beschaffungslogistik Produktionslogistik Distributionslogistik Querschnittsfunktion Logistik Aus Sicht der logistischen Versorgungskette kann die Produktionslogistik wie folgt definiert werden: «Die Produktionslogistik ist, abgestützt auf die übergeordnete Unternehmenslogistik, die Gesamtheit der Aufgaben und deren abgeleiteten Massnahmen zur Sicherstellung eines optimalen Informations-, Material- und Wertflusses im Transformationsprozess der Produktion.» [2] Mit anderen Worten: Die Produktionslogistik befasst sich mit allen Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Informations-, Material- und Wertfluss in der Fertigung und Montage, beginnend beim Rohmateriallager über alle Produktionsstufen hinweg bis zum Fertigwarenlager. [1] Schulte (1999). [2] Weber, Jürgen; Kummer, Sebastian (1998, 2. Auflage): Logistikmanagement. Führungsaufgaben zur Umsetzung des Flussprinzips im Unternehmen, Schäffer-Poeschel-Verlag, Stuttgart. 8

9 Die Produktionslogistik soll dazu beitragen, die Produktion und Materialwirtschaft zu vereinfachen und flexibler zu gestalten. Gleichzeitig sollen Einsparungen erzielt und die Wertschöpfung verbessert werden. Folgende Ziele stehen im Vordergrund: Produktion auf Kunden ausrichten Fertigung und Montage flexibilisieren Durchlaufzeiten verringern Lagerbestände reduzieren Materialfluss (intern) optimieren Informationsaustausch mit Beschaffung, Lagerwirtschaft und Vertrieb verbessern Produktionsprozesse optimieren Transportprozesse optimieren Transport-, Umschlags- und Liegezeiten verkürzen Losgrössen optimieren Teilevielfalt reduzieren Kapazitäten harmonisieren (Personal und Maschinen) Herstellungskosten senken Logistikkosten senken Eigenfertigung und Fremdbeschaffung sinnvoll kombinieren 1.2 Fertigungsarten und Fertigungsstrukturen [1] Die konkreten Ziele und die Ausgestaltung der Produktionslogistik hängen von der jeweiligen Ausprägung der Fertigung ab. Insbesondere die Fertigungsart und Fertigungsstruktur prägen den unternehmensspezifischen Material- und Informationsfluss. Ausserdem besteht eine enge Wechselwirkung zwischen der Fertigungsstruktur und den Fertigungsprozessen. So hat die Fertigungsstruktur entscheidenden Einfluss auf die Durchlaufzeiten des Materials sowie auf den Aufwand bei der Koordination des Produktionsablaufs. Bezüglich der Fertigungsarten lassen sich generell folgende Ansätze unterscheiden: Verrichtungsprinzip: Hier werden die Betriebsmittel in Organisationseinheiten zusammengefasst, die gleichartige Verrichtungen durchführen. Objekt- oder Flussprinzip: Hier werden die Betriebsmittel entsprechend dem Arbeitsablauf bzw. nach der Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte angeordnet. Gruppenprinzip: Hier wird das Verrichtungs- und Objektprinzip so kombiniert, dass ein optimaler Materialfluss erreicht wird. Nachfolgend werden die obigen Ansätze und weitere Fertigungsarten näher erläutert Fertigung nach dem Verrichtungsprinzip A] Werkstattfertigung Bei der Werkstattfertigung werden alle Werkzeuge, Maschinen, Anlagen und Arbeitsplätze mit gleichartiger Arbeitsverrichtung räumlich in einer Werkstatt zusammengefasst. Dabei kann zwischen Werkstattfertigung mit manuell bedienten Werkzeugen bzw. Maschinen und Werkstattfertigung mit automatisch arbeitenden Maschinen bzw. Anlagen unterschieden werden. Typische Beispiele für diese Fertigungsart sind die Bohrerei, Dreherei, Fräserei oder Schreinerei. Eine Werkstattfertigung hat folgende Vor- und Nachteile: [1] Nach: Wildemann, Horst (2000): Produktion und Controlling, Verlag TCW, München. 9

10 Vorteile Hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Produkte und Fertigungsverfahren Leistungsverbesserung durch Spezialisierung Geringe Störanfälligkeit des Fertigungsablaufs Geringerer Kapitalbedarf (gegenüber der Fliessfertigung) Nachteile Zwischenlager notwendig, dadurch wird Kapital gebunden Erheblicher Transportaufwand zwischen den Werkstätten mit entsprechend hohen Transportkosten Hoher Aufwand für die Produktionsplanung und -steuerung B] Baustellenfertigung Die Baustellenfertigung entspricht dem Verrichtungsprinzip. Bei der Baustellenfertigung werden die Werkstücke nicht zu den Betriebsmitteln transportiert, sondern die Betriebsmittel werden zentral bei den zu fertigenden Produkten deponiert. Das Arbeitsobjekt ist also ortsfest, während die Produktiveinheiten (Arbeitsstationen, Arbeitskräfte und/oder Betriebsmittel) den Standort wechseln. Typische Beispiele für diese Fertigungsart sind das Bauhauptgewerbe (Hoch- und Tiefbau), das Baunebengewerbe (Sanitärinstallation, Maler, Tapezierer, Bauschlosser) und der Schiffsbau (Werft). Eine Baustellenfertigung ist mit folgenden Vor- und Nachteilen verknüpft: Vorteile Geringe Beanspruchung der Produktionsfläche des Auftragnehmers (da diese der Auftraggeber stellt) Gut geeignet für die Einzelfertigung Universell einsetzbare Arbeitsmittel Nachteile Setzt eine genaue Planung der Baustelleneinrichtung, der Transportkette und der Fertigungsreihenfolge voraus, da Planungsfehler gravierende Auswirkungen auf das Projektergebnis haben können Erfordert bewegliche Arbeitsmittel Betriebsmittel müssen z. T. individuell zugeschnitten werden (z. B. Verschalungen) Ggf. lange Transportwege Fertigung nach dem Fluss- bzw. Objektprinzip A] Fliessfertigung Bei der Fliessfertigung werden die Maschinen, Anlagen und Arbeitsplätze räumlich nach dem Fertigungsablauf angeordnet. Dabei lassen sich folgende Kategorien unterscheiden: Reihenfertigung: Hier sind die Betriebsmittel oder Arbeitsplätze in einer bestimmten Reihenfolge nach dem Fertigungsprozess angeordnet, wobei zeitlich kein zwingender Arbeitstakt vorgegeben wird. Fliessbandfertigung: Hier sind die Produktionsmittel ebenfalls in einer bestimmten Reihenfolge nach dem Arbeitsablauf angeordnet. Gegenüber der Reihenfertigung sind die einzelnen Arbeitsgänge zudem zeitlich vorbestimmt, d. h., die Arbeiter müssen einen vorgeschriebenen Arbeitstakt einhalten. Als Transportmittel für die Werkstücke kommen Fliessbänder, Schwebebahnen oder ähnliche Systeme zum Einsatz, die sich kontinuierlich oder nach einer bestimmten Taktzeit fortbewegen. Die Geschwindigkeit des Transportmittels bzw. die Taktzeiten bestimmen die Arbeitszeit für die Werkstücke. Eine Transferlinie (auch: Fertigungslinie, Transferstrasse, Fliessstrasse) liegt vor, wenn auf einem Fliessband mehrere Produktvarianten parallel hergestellt werden können, d. h., nach technischen Eingriffen an den Maschinen bzw. Anlagen (z. B. durch Umrüstung oder mittels Werkzeugwechsel) können auch andere Produkte gefertigt werden. Bei einer starren Transferlinie werden die Werkstücke durch mehrere hoch spezialisierte Maschinen im Takt bearbeitet. Dies bedeutet, dass alle Werkstücke an allen Bearbeitungsstationen gleich lang verweilen und zur gleichen Zeit weitertransportiert werden. Bearbeitungs- und Transportzeit ergeben den Takt, wobei sich der Takt nach der längsten Bearbeitungszeit 10

11 richtet. Die Übergabe der Werkstücke erfolgt also unabhängig von der individuellen Bearbeitungszeit an einer Bearbeitungsstation. Eine starre Transferlinie eignet sich für die Bearbeitung grosser Stückzahlen im Rahmen von Serien- und Massenfertigungen (z. B. in der Metallindustrie). Aufgrund ihrer hohen Spezialisierung kann sie nur mit grossem Aufwand an eine geänderte Bearbeitung angepasst werden. Bei einer flexiblen Transferlinie wird eine starre Transferlinie in mehrere Teilstrassen aufgeteilt und ein Puffer zwischen den einzelnen Teilstrassen eingerichtet. Dadurch können die Takte der Teilstrassen variieren. Ausserdem können die Teilstrassen separat für neue Werkstücke umgerüstet werden. Dies bedeutet einen geringeren Aufwand bei der Umrüstung und geringere Rüstkosten. Gegenüber einer starren Transferstrasse ermöglicht eine flexible Transferlinie also kleinere Losgrössen und eignet sich somit besser zur Herstellung verschiedener, ähnlicher Werkstücke (z. B. in der Automobilindustrie). Dieses System ist zudem weniger anfällig gegenüber Störungen, da nur die von der Störung betroffene Teilstrasse ausfällt. Eine Fliessfertigung ist mit folgenden Vor- und Nachteilen verbunden: Vorteile Kurze Durchlaufzeiten Kurze Transportzeiten und -kosten Kürzere Transportwege (gegenüber der Werkstattfertigung) Transparenz der Fertigung durch einfache Fertigungssteuerung Nachteile Hohe Kosten bei Störungen bzw. beim Ausfall der Anlage Geringe Flexibilität Hohe Umrüstkosten Einförmige (monotone) Arbeit B] Wanderfertigung Die Wanderfertigung ist eine Sonderform der Fliessfertigung und kann mit der Baustellenfertigung verglichen werden. Während die Produktiveinheiten bei der Fliessfertigung standortfest sind, bewegen sich die Menschen und Betriebsmittel bei der Wanderfertigung entsprechend dem Arbeitsfortschritt am Arbeitsgegenstand entlang. Typische Beispiele für die Wanderfertigung sind die Arbeiten beim Strassen- und Gleisbau. Eine Wanderfertigung hat folgende Vor- und Nachteile: Vorteile Fixe Termine Kurze Transportzeiten dank Zwischenlagern direkt bei der Baustelle, die «mitwandern» Tiefe Transportkosten Vorfertigung von Teilen gut möglich Universell einsetzbare Werkzeuge Nachteile Hohe Kosten bei Störungen oder beim Ausfall von Produktiveinheiten (z. B. durch Wettereinflüsse) Die Arbeitskräfte, Betriebsmittel und Werkstoffe müssen zur Baustelle gebracht werden Hohe physische und psychische Belastung der Mitarbeitenden Hoher Kapitalbedarf Fertigung nach dem Gruppenprinzip Bei der Gruppenfertigung werden das Verrichtungsprinzip und das Fluss- bzw. Objektprinzip so kombiniert, dass die Vorteile beider Ansätze genutzt werden können. Hier werden die Produktionsmittel für einen bestimmten Teilfertigungsprozess zwar zu einer Gruppe zusammengefasst. Innerhalb dieser Fertigungsgruppe werden die Produktionsmittel aber nach dem Fliessprinzip angeordnet. Im Zusammenhang mit dem Gruppenprinzip lassen sich folgende Fertigungssysteme unterscheiden: 11

12 A] Flexible Fertigungszelle Eine flexible Fertigungszelle (FFZ) ist eine Kleinwerkstätte mit einem computergesteuerten Werkstück- und Werkzeugwechsel. Sowohl die Messung, Prüfung und Handhabung der Werkstücke als auch die Überwachung und der Werkzeugwechsel erfolgen automatisch und können durch eine selbstständige Diagnose bzw. Fehlererkennung ergänzt werden. Auf diese Weise können verschiedene Fertigungsaufgaben mit einem Minimum an manuellen Eingriffen im Bearbeitungsablauf und ohne grosse Zeitverluste für Umrüstungen durchgeführt werden. Die FFZ kann als Bearbeitungsmaschine aufgefasst werden, die auf der Grundlage einer frei programmierbaren Steuerung diverse Werkstücke weitgehend vollständig und selbstständig bearbeitet. Eine flexible Fertigungszelle ist mit folgenden Vor- und Nachteilen verknüpft: Vorteile Deckt ein breites Spektrum an Fertigungsaufgaben ab Unterschiedliche Werkstücke können ohne manuelle Eingriffe gefertigt werden Werden mehrere FFZ über ein gemeinsames Steuerungs- und Transportsystem zusammengeschlossen, entsteht ein flexibles Fertigungssystem Nachteile Hohe Investitionskosten Erhöhte Störungsanfälligkeit aufgrund des häufigen Werkzeugwechsels Hoher Programmieraufwand (Schnittstellen zu anderen Maschinen) B] Flexibles Fertigungssystem Ein flexibles Fertigungssystem (FFS) besteht aus mehreren flexiblen Fertigungszellen, die über ein gemeinsames Steuerungs- und Transportsystem miteinander verbunden sind. Dadurch werden die Vorteile der Werkstattfertigung und Fliessfertigung kombiniert und eine hohe Produktivität bei gleichzeitig hoher Flexibilität realisiert. Ein FFS lässt sich im Allgemeinen in folgende Komponenten gliedern: Das Bearbeitungssystem beinhaltet Werkzeugmaschinen, -speicher und -wechsler sowie Einrichtungen für die Spann-, Mess- und Prüfmittel. Es wird durch eine CNC-Maschine mit Speichereinheit gesteuert, die eine flexible Reihenfolge der Werkstückbearbeitung erlaubt. Das Materialflusssystem umfasst die Ver- und Entsorgung der Werkstücke und den Werkzeugwechsel. Das Informationsflusssystem stellt Steuerungs- und Überwachungstätigkeiten sicher und übernimmt die Kontrolle der Werkstücke und Werkzeuge sowie die Verteilung der Informationen. Ein flexibles Fertigungssystem ist mit folgenden Vor- und Nachteilen verbunden: Vorteile Geringere Durchlaufzeiten der Werkstücke Automatisierung von Kleinserien- und Einzelfertigungen Geringere Umrüstzeiten und -kosten Geringere Kapitalbindung bei geringen Stillstandzeiten der Maschinen Nachteile Hohe Investitionskosten Technisches Know-how muss verfügbar sein Hoher Umstellungsaufwand bei nicht vorhersehbaren Änderungen im Produktionsprogramm Folgende Grafik fasst die erläuterten Fertigungsarten zusammen, wobei der Automatisierungsgrad von links nach rechts zunimmt. 12

13 Abb. [1-2] Fertigungsarten [1] XBW003_MIBAde.eps Ansätze Verrichtungsprinzip Gruppenprinzip Fluss- bzw. Objektprinzip Werkstattfertigung Gruppenfertigung Fliessfertigung Baustellenfertigung Wanderfertigung Arbeitsobjekt ist ortsfest, Produktiveinheiten sind standortvariabel Werkstattfertigung mit manuell bedienten Werkzeugmaschinen Werkstattfertigung mit automatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren Flexible Fertigungszelle Flexible Fertigungssysteme Reihenfertigung Fliessbandfertigung Starre und flexible Transferlinie Mensch und Betriebsmittel bewegen sich entsprechend dem Arbeitsfortschritt Weitere Fertigungsarten Fertigungsarten lassen sich auch anhand der Losgrösse unterscheiden. Die Losgrösse der Produktion ist diejenige Menge, die gemeinsam (in einem Los) gefertigt wird. Die Menge der in einem Los gefertigten Erzeugnisse hat Einfluss auf die Produktionslogistik. In diesem Zusammenhang kann zwischen folgenden Fertigungsarten unterschieden werden: Bei der Einzelfertigung wird zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. in einer bestimmten Periode nur eine Einheit eines bestimmten Produkts hergestellt. Dabei werden die Beschaffung der Betriebsmittel und die Werkstoffe i. d. R. speziell auf diesen Produktionsauftrag zugeschnitten, was zu relativ hohen Stückkosten führt. Vor allem bei einem unregelmässigen Auftragseingang setzt die Einzelfertigung eine genaue Kapazitätsplanung voraus. Beispiele: Grossanlagen bei der Bauindustrie, beim Schiffsbau oder beim Grossmaschinenbau. Bei der Serienfertigung (auch: Auflagenfertigung) werden Produkte in begrenztem Umfang mehrfach hergestellt, d. h., es werden gleichzeitig oder nacheinander mehrere gleichartige Erzeugnisse produziert. Nach der Erstellung einer bestimmten Stückzahl (Auflage) wird eine neue Artikelserie aufgelegt. Je grösser die Serie ist, desto kleiner sind die Umrüstkosten, weil die Produktion nicht so oft unterbrochen werden muss. Gleichzeitig steigen die Lagerkosten für die Halb- und Fertigerzeugnisse. Beispiele: Möbelherstellung, Fahrradproduktion, Werkzeugfabrik. Bei der Sortenfertigung werden Produkte hergestellt, die bezüglich ihrer Herstellungsart und der eingesetzten Grundstoffe gleich oder ähnlich sind, sich bezüglich der Produktmerkmale aber unterscheiden. Dabei werden die artverwandten Produkte gleichzeitig oder nacheinander erstellt. Beispiele: Brauen unterschiedlicher Biersorten, Herstellung verschiedener Käse- oder Papiersorten. Bei der Massenfertigung (auch: Massenproduktion) wird kontinuierlich eine vorab unbegrenzte Menge von Produkten mit gleichen Eigenschaften hergestellt. Dabei werden die gleichen Maschinen in der gleichen Reihenfolge und mit der gleichen zeitlichen Beanspruchung pro Werkstück eingesetzt. Die Massenfertigung beruht auf der Gleichartigkeit eines Produkts, sodass der identische Herstellungsprozess sehr oft wiederholt werden kann. Beispiele: Herstellung von Zement, Ziegeln, Mineralwasser. [1] Zäpfel, Günther (1989, 2. Auflage): Grundzüge des Produktions- und Logistikmanagements, Verlag Oldenbourg. 13

14 1.2.5 Fertigungssegmentierung Unter Fertigungssegmentierung versteht man einen ganzheitlichen, alle Unternehmensbereiche umfassenden Organisationsansatz. Dabei wird die Fertigung so gegliedert (segmentiert), dass alle Produkte mit ähnlichen Arbeitsverrichtungen räumlich zusammengefasst und nach dem Gruppenprinzip in flexiblen Fertigungszellen bzw. -systemen bearbeitet werden. Ein Fertigungssegment ist also eine produktorientierte, sich weitgehend selbst regulierende Fertigungseinheit, die mehrere Stufen des Wertschöpfungsprozesses bearbeiten kann (von der selbstständigen Bearbeitung bis zur vollständigen Herstellung eines Produkts) und auch Funktionen wie die Beschaffung, Qualitätssicherung und Logistik übernimmt. Das Ziel einer Fertigungssegmentierung besteht darin, die hohe Produktivität der Fliessfertigung mit der hohen Flexibilität der Werkstattfertigung zu verbinden. Dieser Organisationsansatz hat grossen Einfluss auf die Produktionslogistik und lässt sich anhand folgender Merkmale charakterisieren: Abb. [1-3] Merkmale der Fertigungssegmentierung [1] XBW003_MOBAde.eps Markt- und Zielorientierung Abgegrenzte Produkt- Markt-Kombinationen Strategische Erfolgsfaktoren Produktorientierung Koordinationsaufwand Leistungsgeflecht Fertigungstiefe Prozessintegration Mehrere interne Wertschöpfungsstufen Mehrere Glieder der Logistikkette Fertigungssegmente Kostenorientierung Kostentransparenz Kostenverantwortung Übertragung unterstützender Funktionen Bereitstellung Disposition Transport Steuerung Qualitätskontrolle Instandhaltung Die Vorteile einer Fertigungssegmentierung liegen auf der Hand: Die Steuerungs- und Ergebnisverantwortung können den einzelnen Fertigungssegmenten zugeordnet werden. Durch kürzere Rüstzeiten und eine Verringerung der Schnittstellen zu anderen Bereichen können die Durchlaufzeiten reduziert werden. Die Flexibilität wird erhöht, weil die einzelnen Fertigungssegmente schneller auf Änderungswünsche der Kunden reagieren können. [1] Vgl. Warnecke, Hans-Jürgen; Braun, Jochen (1998, 1. Auflage): Vom Fraktal zum Produktionsnetzwerk, Springer, Berlin. 14

15 Aufgrund der räumlichen Konzentration der Betriebsmittel und der vollständigen Bearbeitung der Produkte in einem Fertigungssegment lassen sich die benötigten Ressourcen besser planen und aufeinander abstimmen. Aufgrund der höheren Planungssicherheit und der kurzen Wege in einem Fertigungssegment können Informations- und Materialflüsse optimiert werden. Entscheidungen werden dort getroffen, wo sie umgesetzt werden müssen. Dadurch lassen sich Produktivitätspotenziale besser ausschöpfen. Indem die Werkstücke und Fertigungsverfahren optimiert werden, können Zeitanteile ohne Wertschöpfung reduziert werden und es entstehen weniger Wartezeiten. Durch eine produktionsnahe Qualitätssicherung lassen sich Ausschussquoten und Nacharbeiten verringern und Qualitätskosten senken. Aufgrund der Eigenverantwortung für die Prozess- und Leistungsqualität kann die Liefertreue gegenüber Kunden verbessert werden. Demgegenüber ist die Fertigungssegmentierung auch mit einigen Nachteilen verbunden: Eine Fertigungssegmentierung hat tendenziell eine Modularisierung des Produktionsprozesses zur Folge, was den Koordinationsaufwand erhöht. Eine Fertigungssegmentierung erfordert genaue Arbeitsbeschreibungen und bedeutet einen hohen Dokumentationsaufwand. Eine Fertigungssegmentierung zieht einen hohen Schulungsaufwand für die Aus- und Weiterbildung der beteiligten Mitarbeitenden nach sich (Bedienung der Anlagen, Maschinen, Programme etc.). Die Einrichtung der Fertigungssegmente ist i. d. R. mit einem hohen Investitionsaufwand verbunden. Eine Fertigungssegmentierung ist ggf. mit der Einrichtung eines neuen Entlohnungssystems verbunden Fraktale Organisation Der Begriff «fraktal» bedeutet ursprünglich «vielfältig gebrochen», «stark gegliedert» oder «fragmentiert» und wird in der Mathematik zur Beschreibung geometrischer Strukturen von Materie und natürlichen Organismen verwendet. Charakteristisch für Fraktale ist die Selbstähnlichkeit, d. h., jedes Bruchstück des Ganzen widerspiegelt die Gesamtstruktur des Ganzen. Auf ein Unternehmen übertragen bedeutet dies: Alle Fraktale der Gesamtorganisation (Bereiche, Abteilungen, Teams, Mitarbeitende) sind selbstständige und eigenverantwortliche Einheiten, die im Sinne des Gesamtunternehmens denken und handeln. Fraktale sind quasi kleine Unternehmen im Unternehmen; jedes Fraktal verfolgt die Ziele des Gesamtsystems und organisiert und optimiert sich weitgehend selbst. Eine fraktale Organisation ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Merkmal Beschreibung Dynamik Rasche Anpassung an neue Rahmenbedingungen Fortlaufende Ermittlung und Nutzung der Erfolgsfaktoren Flexible, leicht veränderbare Organisationsstruktur Selbstähnlichkeit Vergleichbare Art und Weise der Organisationsgestaltung Vergleichbare Art und Weise der Leistungserstellung Vergleichbare Zielformulierung und Zielverfolgung Selbstorganisation Die Mitglieder organisieren sich selbstständig auf strategischer, taktischer und operativer Ebene Die Methoden und Instrumente zur Prozessbeherrschung werden selbstständig angepasst Die Prozesse und Strukturen werden selbstständig angepasst Ziel- und Kundenorientierung Die Ziele werden selbst formuliert Die Ziele orientieren sich an den übergeordneten Zielen Die Leistungen werden anhand der Ziele kontinuierlich gemessen und bewertet Die Ziele werden auf die Kunden ausgerichtet 15